隨後在十二月六日，來自義大利，害羞內向、沉默寡言，六十三歲的病理暨組織學家卡米洛．高爾基2，與來自西班牙，熱情洋溢、能說善道，五十四歲的解剖學家聖地亞哥．拉蒙─卡哈爾3首度在會場相見。他們的首遇，有禮卻不特別熱絡。當時沒有人想得到，幾天之後會出現一齣令人尷尬的「頂尖對決」戲碼。
故事要從三十多年前的高爾基開始說起。
想看卻看不清的腦細胞
早在十九世紀的前半，人們就已經熟知所有生物體──包括人類──都是由「細胞」這個基本單位所構成。不同的人體組織細胞會具有不同的形態特徵，在顯微鏡下可以看得很清楚。那麼理所當然，腦也應該一樣是由眾多的細胞所集合構成才對。只是道理歸道理，科學的事情還是要眼見為憑才成。捷克解剖學家暨生理學家約翰．普金耶4，就率先用顯微鏡來觀察薄薄的腦切片，結果真的在在小腦中發現了許多神經細胞，並命名為「普金耶細胞」。之後有許多科學家都用顯微鏡看到了一模一樣的現象。至此，「腦也是由基本的細胞單位構成」這一科學事實，也就毫無疑問了。
問題是，大腦的生理與功能，與一般的身體器官可是大異其趣。所謂「納須彌於芥子」，大腦這個重一公斤半、嫩豆腐樣的器官，居然能夠在電光石火之間，想像無垠的宇宙，解出困難的謎題，顯然大腦的細胞生理以及個別細胞之間的互動方式，一定有它的獨特性，跟其他身體器官大不相同才對。然而跟前面說過的一樣，科學的事情一定要眼見為憑。想要徹底了解腦細胞相異於其他身體細胞的特徵，就非要把一個個腦細胞看得一清二楚不可。不過此前對於腦細胞的顯微鏡觀察，卻一直沒有辦法做到這一點，比方說，普金耶所看到的腦細胞，就只有大概的形狀，而看不清楚細節。這主要的瓶頸，就是「染色技術」的限制。
想看清楚生物體的細胞，並非只把整塊組織直接放在顯微鏡下就能辦到。科學家必須先把組織切成薄片，固定後再透過適當的染色方法，才能在顯微鏡下看清其樣貌。比起其他組織細胞來說，神經細胞獨具的一大奧妙，就是各個細胞彼此之間密切的聯繫溝通。這種聯繫溝通，是透過每個神經細胞表面凸起的眾多「觸手」，互相「交談」而辦到的。
這些觸手稱為「軸突」（axons）與「樹突」（dendrites），它們的數目非常多，互相間的接觸更是不計其數，組合起來構成了比蜘蛛網還要緻密得多的細膩結構。過去適用於其他組織細胞的傳統染色方法，卻在神經細胞這兒碰了壁，因為染色後只能大略看到神經細胞的本體，卻看不清這些細胞的軸突與樹突，當然也大大局限了觀察者對神經細胞連結的了解。
高爾基的前輩，德國解剖學家約瑟．馮．格拉赫5發展出新的固定與染色方法，在某種程度上大大改善了這個問題。他與同時代另外一些學者，在顯微鏡下能夠大概看到這些神經細胞的觸手，發現它們呈現出細密的網狀結構，因此他們就認為神經細胞不是個別獨立的，而是彼此藉由觸手互相融合，形成密不可分、無間隙的整體網路。
一八七三年，剛滿三十歲的卡米洛．高爾基醫師，受了完整的病理學訓練，滿懷對神經系統研究的巨大熱情，卻因為命運的安排，沒能走上研究路線，而是落腳在米蘭附近的小鎮阿比亞泰格拉索（Abbiategrasso）的慢性療養病院，擔任主治醫師。在那個醫院裡面，沒有任何的研究實驗室或設備。心懷大志的高爾基在那兒任職，打個比方，就有點像今天臺灣的一位野心勃勃、一心想要升教授的年輕醫師，卻被派到了綠島的診所看診一樣。
高爾基的研究熱情沒有屈服於現實環境，既然缺乏研究的空間與設備，他就在自己居住宿舍的廚房搭起了私人研究室，繼續他那搞清楚神經系統的執念。正是在這個「野戰實驗室」裡面，高爾基發明了革命性的「黑染色法」：把神經組織先在重鉻酸鉀溶液中放置多日後，把它移到硝酸銀溶液中浸泡。這兩種化合物長時間接觸之後，會產生奇妙的化合物鉻酸銀，而鉻酸銀會把神經細胞那些密密麻麻的觸手，都染成了清晰漂亮的黑色，纖毫畢現，此事過去無人知曉。
這麼麻煩又匪夷所思的染色方法，高爾基是怎麼想出來的呢？奇妙的是，他自己沒有解釋，但根據當時科學界流傳甚廣的傳說，那其實是出於意外。高爾基的實驗室就是廚房，東西亂得很，有一次高爾基把固定好的神經組織標本放著，自己出門了，來打掃的女工看到流理檯上那一大堆亂七八糟的標本、溶液，以為是垃圾，就一股腦兒把它們掃進了垃圾桶。重鉻酸鉀跟硝酸銀的意外相逢，就這麼發生了。高爾基回到家來，看到他的寶貝們都躺在垃圾桶裡，大驚失色，趕緊擦乾眼淚之後收拾殘局，把神經組織撿出來，放到顯微鏡下檢查，好做損害評估。一看之下不敢置信，再看之下欣喜若狂。他把他的發現寫成論文，附上清晰的手繪圖加以發表，從此開始，科學家對神經細胞的觀察研究，就進入了嶄新的境界。
過度堅持假說的大失策
高爾基發明的新染色法，讓此後的神經科學家能夠真正看清楚神經細胞的細微結構，進而更了解此前一直罩在迷霧中的神經網路。然而高爾基本人，卻在此時此刻犯下了有點嚴重的推論錯誤。
前面提過，解剖學家約瑟．馮．格拉赫等學者認為神經細胞不是個別獨立的，而是彼此的觸手互相融合，形成整體的網狀結構。也就是說，神經細胞的本體雖是獨立的，但它們的軸突與樹突分枝之間彼此融合，構成有點像大魚網一樣的整體。這個主張流派，後來被稱為「網狀學說」（reticular theory），而高爾基遠從還沒有發明他的新染色法之前，就已經是網狀學說的主要支持者。
高爾基利用自己發明的鉻酸銀染色法，仔細觀察過神經細胞之後，發現這些細胞的觸手有許多末端都是自由的，並沒有跟其他觸手融合的樣子，這一點在他自己繪製的圖片上可以看得很清楚。然而這並沒有削弱高爾基對網狀學說的信心，他反而提出新說法來解釋這個現象：那些沒有融合的部分，其實不特別重要，可能只是掌管神經的營養罷了，其他比較重要的那些觸手，想必還是互相融合的。他還為這種假想中的融合網路取了名字：「廣泛神經網路」（diffuse nervous network）。這個想當然卻沒有實據的臆測，讓他的論文發生了明顯的「圖文不符」現象。
就科學工作者來說，高爾基當時犯下了「在事實與假說不符時，不放棄假說，反而用事實來迎合假說」的致命錯誤。只不過其後的好些年間，沒有任何人有能力對網狀學說提出有力的反證。因為高爾基的染色方法固然優秀，對於神經細胞觸手的解像能力，比起以前的舊染色法已經強了不知多少，但是對最細微的末梢部分仍然力有未逮，無法確認這些末梢到底是互相融合或是個別獨立。所以，當時絕大部分的學者只能選擇繼續相信他的網狀學說。
當時與今日不同，沒有網際網路，就連國際交通、新聞傳播、學術交流都不是那麼便利。由於地域與語言的隔閡，我們故事中的另一位男主角，西班牙的聖地亞哥．拉蒙─卡哈爾，最初對高爾基的新發現一無所知，一直到了一八八七年，他才因緣際會在造訪馬德里時，由一位甫從法國歸國的醫師處，見識到用高爾基的黑染色法製作的神經組織標本，以及高爾基的著作。他見到這些東西時的感覺，據他自己的描述，是「震懾」與「著魔」。
卡哈爾是有意思的人，今天他被尊稱為「現代神經科學之父」，然而在年輕時，卻壓根沒有當科學家的打算。他從小最大的夢想，是成為畫家。也不知是幸還是不幸，卡哈爾的嚴父認為藝術是超沒用的奇技淫巧，小卡哈爾想當畫家，簡直是離經叛道。他嚴格禁止卡哈爾畫畫，強迫他去讀醫學院。卡哈爾不得不屈從，但是一抓到機會，就還是偷偷畫畫。醫學與藝術這兩件事，後來在卡哈爾的身上起了美妙的化合作用。
卡哈爾當初雖然不怎麼想學醫，然而真正踏上醫學這條路之後，卻對研究產生了很大的興趣，尤其是神經科學這個部分。一八八四年，三十二歲的卡哈爾擔任瓦倫西亞大學的解剖學教授，他把繪畫與研究兩種興趣合而為一，繪製了非常多顯微鏡下神經組織的精美圖片。當時並沒有顯微鏡照相機，神經科學家在顯微鏡下所看到的細節，都只能用手畫下來與他人分享。卡哈爾所畫的圖，不管是在科學的細節或是在藝術的品質上，都出類拔萃，成為傳世經典。一直到今天，任何人只要想在教科書上研讀神經細胞與組織的結構，必然會碰到卡哈爾的傑作。
一八八七年的那一天，卡哈爾首度見識到高爾基的黑染色法。他事後這麼說：
清晰的背景上，呈現著黑色的線條，有的細而平滑，有的粗而帶刺，就像畫在透明日本紙上的中國水墨畫一樣清晰。光是一瞥，我就傻眼了，我的眼睛再也無法從顯微鏡離開。
從此之後，卡哈爾就好像發了熱病一樣，廢寢忘食地用這個「新武器」來觀察研究大量的神經組織。
卡哈爾也許出於藝術家的敏感，也許出於科學家的邏輯，總是覺得網狀學說不太對勁。他試著用一些小技巧來進一步改良高爾基的染色方法，例如採用比較厚的神經組織切片，觀察尚未完全髓鞘化（myelinated）的胚胎組織，以及把染色的強度再加強等等，結果終於讓他把神經細胞最末梢的細微部分看了個清清楚楚。他發現，細胞的末梢與末梢之間，雖然十分「接近」，但絕對沒有互相「融合」；相反地，在相鄰兩個末梢之間，一定有微小的間隙存在。
用今天流行的網路用語來說，卡哈爾這一下子算是「撿到槍」了。就從此刻開始，神經科學界除了獨領風騷多年的網狀學說之外，又多出了「神經元學派」（the neuron doctrine）。神經元學派的核心主張是，每個神經細胞都是獨立的個體，彼此只有接近而無融合，神經訊號是由一個神經元的末梢「跳」過這個間隙，而傳到另一個神經元。當然，當時還沒有人知道這個訊號是怎麼「跳」的。
神經元學派的領軍棋手正是卡哈爾。當時的卡哈爾僻處在西班牙一地，著作多以西班牙文發表，在國際上名不見經傳，他的大發現起初在科學界也沒有受到重視。卡哈爾覺得這樣不行，於是在取得更多研究成果之後，於一八八八年申請加入德國的解剖學學會，並且到柏林去與當代名家學者分享他的成果，結果大受肯定與重視，卡哈爾就此一炮而紅，成為國際知名的神經科學家。接著，他繼續不斷研究發表，累積下來的研究成果基本上決定了此後人們對神經系統構造的認識。正因為如此，卡哈爾後來就被尊稱為「現代神經科學之父」… 閱讀完整內容
